化学高效复习：化学反应中的能量变化、热化学方程式(4)

3

(2) P(s)＋Cl2(g)错误！未找到引用源。 PCl3(g)；△H＝－306kJ·mol－1

2(3) PCl5(g)错误！未找到引用源。PCl3(g)＋Cl2(g)；△H＝+93kJ·mol－1 （4）PCl5＋4H2O错误！未找到引用源。H3PO4＋5HCl。

24. ⑴北京奥运会―祥云‖火炬燃料是丙烷(C3H8)，亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C3H6)。 ①丙烷脱氢可得丙烯。

已知：C3H8(g)→CH4(g)＋HC≡CH(g)＋H2(g) △H1＝156.6 kJ·mol-1 CH3CH＝CH2(g)→CH4(g)＋HC≡CH(g) △H2＝32.4 kJ·mol-1

则相同条件下，反应C3H8(g)→CH3CH＝CH2 (g)+H2(g)的△H＝ kJ·mol。 ②以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，

负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。电池反应总方程式为 能 量 -1

；放电时，CO3

移

向电池的 （填―正‖或―负‖）极。 ⑵反应A(g)+B(g)

下列问题。

①该反应是_______________反应（填―吸热‖―放热‖）；

2－

E1 A(g)＋B(g) E2 C(g)＋D(g) C(g)+D(g)过程中的能量变化如图所示，回答

②在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化是：E1_________，E2________

（填―增大‖―减小‖―不变‖）；

③反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响？_____________，原因是______________ ______________________________________________________________________ ____。

【答案】

⑴ ①124.2 ②C3H8＋5O2＝3CO2＋4H2O 负 ⑵ ①放热 ②减小 减小

③不影响 催化剂不改变平衡的移动

【专题综合】

1. 二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大气的主要污染物。综合治理其污染

是环境化学当前的重要研究内容之一 （1）硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：

2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)

某温度下，SO2的平衡转化率(a)与体系总压强(p)的关系如右图所示。根据图示回答下

列问题：

①将2.0mol SO2和1.0mol O2置于10L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10MPa。该反应的平衡常数等于_____。

②平衡状态由A变到B时．平衡常数K(A)_______K(B)（填―＞‖、―＜‖或―＝‖）。 （2）用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如： CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H＝－574 kJ·mol

－1

CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H＝－1160 kJ·mol－1

若用标准状况下4.48L CH4还原NO2至N2整个过程中转移的电子总数为______（阿伏加德罗常数的值用NA表示），放出的热量为______kJ。

（3）新型纳米材料氧缺位铁酸盐（MFe2Ox 3＜x＜4，M＝Mn、Co、Zn或Ni＝由铁酸盐（MFe2O4）经高温还原而得，常温下，它能使工业废气中的酸性氧化物分解除去。转化流程如图所示：

MFe2O4 MFe2Ox

300℃－500℃ 常温分解CO2、SO2、NO2

H2

请写出MFe2Ox分解SO2的化学方程式 （不必配平）。 【答案】（1）①800L·mol ②＝ （2）1.60NA（或1.6NA） 173.4 （3）MFe2Ox＋SO2→MFe2O4＋S

【解析】（1）据题意当容器中总压强为0.10MPa时，SO2的平衡转化率为0.80，据此可计算得出平衡时c(SO2)=0.040mol·L－1；c(O2)=0.020mol·L－1；c(SO3)=0.16mol·L－1。根据平衡常数的计算式：K=

(0.16mol?L)?12?12?1－1

(0.040mol?L)?0.020mol?L=800L·mol－1；只要温度不变，平衡

常数就不改变，在此变化过程中，只有压强的改变，温度未发生变化，故K(A)=K(B)。 （2）用标准状况下4.48LCH4还原NO2 至N2，4.48LCH4的物质的量为0.20mol，在此过程中CH4中碳元素的化合价有-4价升高到+4价，转化为CO2，失去电子的总物质的量为0.20mol×8= 1.60mol，故转移电子数为1.60NA。由题目给知的热化学方程式，根据盖斯定律可以得出CH4还原NO2至N2的热化学方程式为：CH4(g)＋2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H＝－867 kJ·mol－1，则0.2molCH4反应放出的热量为867 kJ·mol－1×0.2mol=173.4kJ。 （3）此题中反应物已知为MFe2OX和SO2，反应后生成MFe2O4，由MFe2OX转化为

MFe2O4，氧原子数增加，故SO2失去氧原子转化为S，反应式为：MFe2OX+SO2=MFe2O4+S。 【考点分析】平衡常数、反应热、氧化还原反应方程式书写。

2. 北京奥运会―祥云‖火炬燃料是丙烷（C3H8），亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯（C3H6）。 （1）丙烷脱氢可得丙烯。 已知：C3H8(g)=CH4(g)＋HCCH3CH

CH2(g)=CH4(g)＋HC

CH(g)＋H2(g) △H1=156.6 kJ·mol－1 CH(g ) △H2=32.4 kJ·mol

CH2(g)＋H2(g) 的△H= kJ·mol－1。

－1

则相同条件下，反应C3H8(g)=CH3CH（2）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为 ；放电时CO32－移向电池的 （填―正‖或―负‖）极。

（3）碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的pH=5.60，c(H2CO3)=1.5×10-5 mol·L-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3

HCO3－＋H＋的平衡常数K1= 。（已知10-5.60=2.5×10-6）

（4）常温下，0.1 mol·L-1NaHCO3溶液的pH大于8，则溶液中c(H2CO3) c(CO32

－

)（填―＞‖、―=‖或―＜‖），原因是 （用离子方程式和必要的文字说明）

【答案】 （1）124.2

（2）C3H8＋5O2=3CO2＋4H2O 负 （3）4.2×10-7 mol·L-1

（4）＞ HCO3－＋H2O=CO32－＋H3O＋（或HCO3－=CO32－＋H＋）、HCO3－＋H2O=H2CO3

＋OH，HCO3的水解程度大于电离程度

【解析】（1）将第2个方程式颠倒反写，然后与第1个方程式相加，即得所求的反应C3H8(g)====CH3CH＝CH2 (g)＋H2(g)，△H也随方程式的变化关系进行求算：△H=-△H2+△H1=124.2kJ.mol-1。

（2）以丙烷为燃料制作的新型燃料电池，其电池反应方程式为C3H8十502=3C02+4H20，因电子从电池的负极经导线流入了电池的正极，故电池的正极是电子富集的一极，故带负电荷的离子CO2?3－

－

在电解质溶液中应移向电池的负极而不是正极

（3）根据电离平衡常数公式可知：

K1=c(H)c(HCO+

?3)/c(H2CO3)=10

-5.60

×10

-5.60

/l.5×10=4.2×10mol. L。

-5-7-1

（4）0.1 mol L-1NaHCO3溶液的pH大于8，说明溶液呈碱性，即c((OH-)＞c(H+),因在NaHCO3溶液中存在着两个平衡：电离平衡HCO-

?-3CO32-+H+，水解平衡：HCO-+

?3+H20

H2CO3+(OH，其余部分水的电离忽略不计，由c((OH)＞c(H)，说明水解过程大于

电离过程，从而推出c(H2CO3)>c(CO2?3)

【考点分析】热化学方程式书写、电极方程式书写、电离平衡常数、溶液中离子浓度大小比较

3.（09年广东化学·23） 磷单质及其化合物的、有广泛应用。

（1）同磷灰石[主要成分]在高温下制备黄磷（P4）的热化学方程式为： 4Ca5(PO4)3F(s)+21SiO2(s)+30C(s)=3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g) ；?H ①上述反应中，副产物矿渣可用来 。 ②已知相同条件下：

4Ca3(PO4)2F(s)+3SiO2(s)=6Cas3(PO4)2(s)+2CaSio3(s)+SiF4(g) ；△H1 2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=P4(g)+6CaO(s)+10CO(g)；△H2 SiO2(s)+CaO(s)=CaSiO3(s) ；△H3

用△H1、△H2和△H3表示?H，?H= 。

（2）三聚磷酸可视为三个磷酸分子（磷酸结构式见右图）之间脱去两个水分子产物，其结构式为 。三聚磷酸钠（俗称―五钠‖）是常用的水处理剂，其化学式为 。 （3）次磷酸钠（NaH2PO2）可用于化学镀镍。 ①NaH2PO2中P元素的化合价为 。

②化学镀镍的溶液中含有Ni2+和H2PO2－，在酸性等条件下发生下述反应： （a） Ni2+ + H2PO2－+ → Ni++ H2PO3－+ （b）6H2PO-2 +2H+ =2P+4H2PO3+3H2↑ 请在答题卡上写出并配平反应式（a）。 ．．．

③利用②中反应可在塑料镀件表面沉积镍—磷合金，从而达到化学镀镍的目的，这是一种常见的化学镀。请从以下方面比较化学镀与电镀。

方法上的不同点： ；原理上的不同点： ；化学镀的优点： 。

【答案】（1）水泥；△H1—3△H2+18△H3（2），Na5P3O10，（3）

+1；2Ni2+ + 1H2PO2－+ 1H2O → 2 Ni+ +1H2PO3－+ 2 H+（4）化学镀中镀件直接与电解质溶液接触反应；电镀通过外加电流，在镀件外形成镀层 ；化学镀是利用化学腐蚀反应；电镀是利用电解池，外加电流进行氧化还原反应 ； 装置简便，节约能源，操作简便 。 【解析】（1）①由方程式可以看出副产物矿渣应该是CaSiO3(s)，结合炼铁我们不难得出答案是制水泥

②运用盖斯定律，反应1—反应2×3+反应3×18=总反应，则△H=△H1—3△H2+18△H3 （2）结合题意三聚磷酸钠（俗称―五钠‖）可知产物三聚磷酸应含有五个羟基，即三个 磷酸分子之间有三个羟基相互反应脱去两个水分子，所以三聚磷酸的结构式为

，三聚磷酸钠的化学式为Na5P3O10。

（3）①因为Na、H的化合价为+1，O为—2，所以由化合价代数和为0可得P的化合价为：+1。

②由得失电子数目守恒（2—1）×2=（3—1）×1，可知Ni2+ 和Ni+的化学计量数为2，H2PO2

－

和H2PO3－的化学计量数为1，再由电荷守恒2×2—1=2×1—1+2×1，可知H+在方程式的右

2+

－

边，H2O在方程式的左边，化学计量数分别为2和1。即总方程式为：2Ni +1H2PO2+ 1H2O → 2 Ni+ +1H2PO3－+ 2 H+

③比较化学镀与电镀应该从反应环境和条件以及反应实质和产物方面去分析归纳问题，从方法上分析，电镀是利用电解原理通过外加直流电源，在镀件表面形成的镀层，镀层一般只有镍，而化学镀是利用氧化还原反应镀件直接与电解质溶液接触，在塑料镀件表面沉积镍—磷合金，这是两者的不同；从原理上分析，无论电镀还是化学镀均有电子的转移，均是利用了氧化还原反应，这是两者的相同点，不同点是化学镀用的是化学反应，而电镀用的是电化学；很明显化学镀装置简单，而且不需要消耗电能，装置简单、耗能少、操作简便应该是化学镀优于电镀的

【考点分析】有关化学反应热的综合应用题。

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